Tassonomia Batterica e Microrganismi

Tassonomia batterica

• I batteri sono classificati in tre domini: Bacteria, Archaea ed Eukarya.
• I batteri sono procarioti e si trovano in molti ambienti.
• Gli archei sono procarioti ma sono più simili agli eucarioti dal punto di vista biochimico e vivono in ambienti estremi.
• Gli eucarioti sono sia unicellulari che pluricellulari, possiedono un nucleo delimitato da membrana e si riproducono sessualmente.

Classificazione dei microrganismi

• La tassonomia è lo studio della classificazione dei microrganismi in un sistema gerarchico.
• I microrganismi con caratteristiche morfologiche, biochimiche e genetiche simili vengono raggruppati insieme in taxa.

Nomenclatura binomiale

• La nomenclatura binomiale, proposta da Linneo, assegna un nome scientifico a ciascuna specie, composto da due parole latine.
• La prima parola indica il genere (iniziale maiuscola), la seconda la specie (iniziale minuscola).

Identificazione e classificazione dei batteri

• I batteri vengono identificati tramite due metodi:
  • Metodi microbiologici tradizionali, che si basano sull'osservazione delle caratteristiche fenotipiche del ceppo isolato.
  • Metodi microbiologici avanzati, che si basano sullo studio delle sequenze genetiche del ceppo isolato.

Colorazione di Gram

• La colorazione di Gram è un metodo che classifica i batteri in base alle differenze nella loro parete cellulare.
• I batteri Gram-positivi trattengono il primo colore (cristal violetto), mentre quelli Gram-negativi non lo trattengono e sono quindi decolorati.

Sistemi di Classificazione degli Esseri Viventi

• I batteri appartengono al dominio Bacteria, sono procarioti e si trovano ovunque sulla Terra.
• Gli archei appartengono al dominio Archaea, sono procarioti ma più simili geneticamente agli eucarioti. Vivono in ambienti estremi.
• Gli eucarioti appartengono al dominio Eukarya, hanno cellule con un nucleo e includono organismi sia unicellulari che pluricellulari.
• La classificazione a tre domini è stata proposta da Carl Woese.

Tassonomia e Sistematica dei Batteri

• La tassonomia si occupa di classificare i microrganismi in un modo gerarchico.
• I microrganismi con caratteristiche simili vengono raggruppati in taxa.
• La classificazione dei batteri segue un metodo gerarchico, come ad esempio Phylum, Classe, Ordine, Famiglia, Genere e Specie.
• La specie è l'unità tassonomica base.
• Un ceppo o clone è una popolazione di cellule genetiche identiche derivate da una singola colonia.
• Il ceppo tipo ("type strain") è la coltura originale da cui è stata descritta la specie. Viene depositata presso collezioni di colture batteriche.
• Il "ceppo di referenza" è usato per la ricerca sulle malattie infettive e per applicazioni di laboratorio.

Varianti all'interno di una specie

• Biotipi o Biovars: ceppi con differenze biochimiche o fisiologiche
• Sierotipi o Serovars: ceppi con differenze antigeniche
• Fagotipi o Phagovars: ceppi con differenze nella sensibilità ai batteriofagi
• Resistotipi: ceppi con differenze di resistenza agli antibiotici

Linneo e la Nomenclatura Binomia

• Carl von Linné (Linneo) propose nel Settecento un nuovo metodo per catalogare gli organismi usando la nomenclatura binomia.
• La nomenclatura binomia assegna un nome e un cognome a ogni specie.

Nomenclatura Binomia per i Batteri

• Il nome di una specie batterica è costituito da due parole latine in corsivo o sottolineato.
• La prima parola indica il genere (iniziale maiuscola).
• La seconda parola indica la specie (iniziale minuscola).
• La classificazione dei batteri è descritta nel "Bergey's Manual of Systematic Bacteriology".
• Gli aggiornamenti tassonomici sono disponibili online.

Metodi di Identificazione e Classificazione dei Batteri

• Metodi microbiologici tradizionali: basati sull'osservazione di caratteristiche fenotipiche come la morfologia, il metabolismo e le reazioni biochimiche.
• Metodi microbiologici avanzati: basati sull'analisi delle sequenze genetiche, come il sequenziamento del DNA.

Colorazione di Gram

• Sviluppata dal patologo danese Hans Christian Gram alla fine dell'Ottocento.
• Classifica i batteri in base alle differenze nella parete cellulare.
• I batteri Gram-positivi (Gram+) trattengono il colorante primario (cristal-violetto).
• I batteri Gram-negativi (Gram-) cedono il colorante primario e vengono colorati con il colorante secondario (fucsina).

Tassonomia o Sistematica dei Batteri

• I batteri, un gruppo diversificato e abbondante di procarioti, si trovano in tutti gli ambienti terrestri.
• Gli archei, anch'essi procarioti, sono distinti dai batteri per la loro biochimica, che li rende più simili agli eucarioti. Vivono in ambienti estremi.
• Gli eucarioti, comprendono organismi unicellulari e pluricellulari con cellule dotate di un nucleo racchiuso da una membrana.
• Gli eucarioti si riproducono sessualmente e mostrano diversi cicli vitali.

Sistemi di Classificazione

• Il sistema di classificazione a tre domini include Bacteria, Archaea e Eukarya.
• La tassonomia studia la classificazione gerarchica dei microrganismi, raggruppandoli in base a caratteristiche morfologiche, biochimiche e genetiche simili.

Classificazione dei Batteri

• Phylum: Firmicutes
• Classe: Bacilli (III) e Clostridia
• Ordine: Bacillales (I) e Lactobacillales
• Famiglia: Bacillaceae (I), Listeriaceae, Staphylococcaceae
• Genere: Bacillus (I)
• Specie: B. anthracis, B. cereus, B. thuringiensis, B. subtilis

Unità Tassonomica

• L'unità tassonomica di base nel regno batterico è la specie.
• Una specie è definita come un insieme di ceppi batterici che condividono molte caratteristiche fenotipiche distintive.
• Un ceppo o clone è un gruppo di cellule geneticamente identiche derivate da una singola colonia pura.
• Il ceppo tipo è il ceppo da cui è stata originariamente descritta la specie. Viene depositato in collezioni di colture batteriche come l'ATCC.
• Il ceppo di riferimento è utilizzato in studi su malattie infettive e per diverse applicazioni di laboratorio.

Differenze Tra Ceppi

• Biotipi o Biovars: Differiscono per caratteristiche biochimiche o fisiologiche.
• Sierotipi o Serovars: Differiscono per antigeni.
• Fagotipi o Phagovars: Differiscono per sensibilità ai batteriofagi.
• Resistotipi: Differiscono per resistenza agli antibiotici.

Classificazione Linneana

• Nel Settecento, il botanico svedese Carl von Linneo (1707-1778) propose un nuovo sistema scientifico per catalogare gli organismi.
• Questo sistema, noto come classificazione sistematica, utilizza la nomenclatura binomiale, assegnando un "nome e cognome" a ciascuna specie.

Nomenclatura Binomiale

• Il nome della specie è composto da due parole latine (in corsivo o sottolineate)
• La prima parola indica il genere (iniziale maiuscola)
• La seconda parola indica la specie (iniziale minuscola)

Classificazione dei Batteri e Sistematica

• La classificazione dei batteri è descritta nel "Bergey's Manual of Systematic Bacteriology".
• Gli aggiornamenti tassonomici sono disponibili su siti web come http://www.bacterio.cict.fr/

Metodi di Identificazione e Classificazione

• I metodi microbiologici tradizionali si basano sull'osservazione delle caratteristiche fenotipiche del ceppo isolato.
• I metodi microbiologici avanzati si basano sullo studio delle sequenze genetiche, quindi del carattere genetico legato al DNA specifico del ceppo isolato.

Colorazione di Gram

• La colorazione di Gram, sviluppata dal patologo danese Hans Christian Gram alla fine dell'Ottocento, classifica i batteri in base alle differenze nella parete cellulare.
• I batteri vengono trattati con colorante di cristal-violetto, soluzione iodo-iodurata, alcool etilico e fucsina.
• I batteri che cedono il primo colore sono detti Gram-negativi (Gram -), mentre quelli che lo trattengono sono detti Gram-positivi (Gram +).

Microrganismi

• I microrganismi includono: virus, batteri, funghi, protozoi e alcuni tipi di alghe.
• Esistono due tipi principali di cellule microbiche: procariotiche ed eucariotiche.

Procarioti

• Le cellule procariotiche hanno una struttura cellulare semplice e un nucleo primitivo non separato dal citoplasma da una membrana.
• Gli esempi più rappresentativi del gruppo dei procarioti sono i batteri.

Eucarioti

• Le cellule eucariotiche sono caratterizzate da un nucleo delimitato da una membrana che lo separa dal citoplasma, organelli interni (mitocondri, cloroplasti) e complessi di membrane.
• Gli eucarioti includono: alghe, funghi, protozoi, piante superiori e animali.

Confronti

• Le differenze tra procarioti ed eucarioti riguardano principalmente le dimensioni e la complessità cellulare.
• I procarioti sono generalmente più piccoli degli eucarioti.
• Le cellule eucariotiche hanno un nucleo ben definito, mentre i procarioti ne sono privi.
• Gli eucarioti hanno organelli interni, come i mitocondri e i cloroplasti, che non si trovano nei procarioti.

Cellula procariotica

• La cellula procariotica è costituita da:
  • Membrana plasmatica: barriera selettiva, semipermeabile.
  • Citoplasma: contiene soluti vari (ioni, micro e macromolecole) e svolge reazioni biochimiche.
  • Nucleoide: contiene il materiale genetico, una singola molecola di DNA.
• I batteri possono muoversi grazie a flagelli.
• I pili sono appendici che conferiscono forma e rigidità alla cellula.

Rivestimenti esterni nella cellula procariotica

• I rivestimenti esterni caratterizzano i batteri:
  • Capsula: rivestimento esterno protettivo.
  • Membrana esterna: presente solo in alcuni batteri.
  • Parete cellulare: fornisce forma e rigidità, protegge da lisi osmotica ed è il bersaglio di alcuni antibiotici.

Tipi di batteri

• I batteri possono essere classificati in base alla loro forma:
  • Cocchi: forma sferica.
  • Bacilli: forma bastoncellare.
  • Spirilli: forma a spirale.
  • Vibrioni: forma a virgola.

Gram-positivi e Gram-negativi

• La parete cellulare dei batteri può essere classificata come Gram-positiva o Gram-negativa.
• La differenza è dovuta alla composizione della parete cellulare, che determina la reazione alla colorazione di Gram.
• I batteri Gram-positivi hanno una parete cellulare più spessa e trattengono il colorante viola.
• I batteri Gram-negativi hanno una parete cellulare più sottile e non trattengono il colorante viola.

Significato delle diverse forme e classi

• Le diverse forme e classi di batteri hanno un significato clinico, in quanto determinano la loro patogenicità e la loro sensibilità agli antibiotici.
• Ad esempio, Staphylococcus aureus è un cocchi Gram-positivo responsabile di diverse infezioni, mentre Escherichia coli è un bacillo Gram-negativo che vive normalmente nell'intestino umano.
• I batteri Helicobacter pylori sono spirilli che causano gastrite e ulcera peptica, mentre Vibrio cholerae è un vibrioni responsabile del colera.